[发明专利]互连结构及其形成方法

权利要求书

1.一种互连结构的形成方法，其特征在于，包括：

提供衬底，所述衬底表面形成有介质层；

在所述介质层中形成开口，所述开口底部露出所述衬底表面；

在所述开口内形成填充满开口的金属层；

在所述金属层表面以及介质层表面形成半导体覆盖层；

对所述半导体覆盖层进行退火处理，将位于金属层表面的半导体覆盖层转化为金属帽层；

在形成所述金属帽层之后，还包括步骤：对所述金属帽层以及位于介质层表面的半导体覆盖层进行氮化处理，将金属帽层转化为金属氮化物层，将半导体覆盖层转化为半导体氮化物层。

2.如权利要求1所述互连结构的形成方法，其特征在于，所述半导体覆盖层的材料为硅或锗。

3.如权利要求1所述互连结构的形成方法，其特征在于，所述半导体覆盖层的材料为非晶态材料。

4.如权利要求2所述互连结构的形成方法，其特征在于，采用原子层沉积、低压化学气相沉积或等离子体增强化学气相沉积工艺形成所述半导体覆盖层。

5.如权利要求4所述互连结构的形成方法，其特征在于，所述半导体覆盖层的材料为硅时，采用原子层沉积工艺形成半导体覆盖层的工艺参数为：反应气体包括硅源气体，其中，硅源气体为SiH₄或SiH₂Cl₂，硅源气体流量为10sccm至1000sccm，沉积温度为250度至400度，反应腔室压强为1毫托至50托。

6.如权利要求1所述互连结构的形成方法，其特征在于，所述半导体覆盖层的厚度为10埃至50埃。

7.如权利要求1所述互连结构的形成方法，其特征在于，所述退火处理的工艺参数为：退火温度为300度至400度，退火时长为5秒至300秒。

8.如权利要求1所述互连结构的形成方法，其特征在于，所述金属帽层的材料为CuSi或CuGe。

9.如权利要求1所述互连结构的形成方法，其特征在于，所述氮化处理的工艺参数为：反应气体为NH₃和N₂，NH₃和N₂流量之和为100sccm至1000sccm，射频功率为100瓦至1000瓦，氮化处理的时长为5秒至300秒。

10.如权利要求1所述互连结构的形成方法，其特征在于，所述金属氮化物层的材料为CuSiN，所述半导体氮化物层的材料为SiN。

11.如权利要求1所述互连结构的形成方法，其特征在于，所述金属氮化物层的材料为CuGeN，所述半导体氮化物层的材料为GeN。

12.如权利要求9所述互连结构的形成方法，其特征在于，还包括步骤：在所述金属氮化物层表面以及半导体氮化物层表面形成介质帽层。

13.如权利要求12所述互连结构的形成方法，其特征在于，所述介质帽层的材料为SiCN、SiN或SiC中的一种或几种。

14.如权利要求1所述互连结构的形成方法，其特征在于，在形成所述半导体覆盖层之前，还包括步骤：对所述金属层表面进行等离子体处理。

15.如权利要求14所述互连结构的形成方法，其特征在于，所述等离子体处理的工艺参数为：形成等离子体的气体为NH₃或N₂中的一种或两种，NH₃或N₂流量为100sccm至1000sccm，反应腔室内压强为1托至20托，处理功率为100瓦至1000瓦，处理时间为10秒至120秒。

16.如权利要求1所述互连结构的形成方法，其特征在于，所述金属层为单层结构或多层结构，所述金属层为单层结构时，金属层的材料为Cu。